本发明专利技术实施例公开了一种双馈电机的他控式控制方法及其双馈电机系统。该控制方法包括：计算电机的转子的反电势电压；根据转子的无功电流或者无功功率计算无功优化补偿电压；根据反电势电压和无功优化补偿电压计算获得控制电压；将控制电压加载到电机的转子的电压输入端。本发明专利技术这些实施例中，在计算控制电压时，加入了通过无功电流或者无功功率计算出的无功优化补偿电压，实现了对无功电流冲击或无功功率的补偿，减小了无功电流，提高了系统的稳定性、效率和带载能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制
，尤其是涉及一种双馈电机的他控式控制方法及其 双馈电机系统。
技术介绍
绕线转子电机需要成本较低、节能高效的变频调速系统，因此双馈系统以其特有 的特点和优势受到越来越多的重视。在大多数场合下60% -100%部分调速范围内，双馈 系统的功率只相当于电机功率的1/3~1/4,可大大降低成本。而且，高压绕线转子电机的 转子电压要远远低于定子电压，使用双馈变频系统可以实现通过低压来控制高压电机的目 的，比传统高压变频器的成本要低很多。 双馈调速系统例如可以使用三相背靠背IGBT逆变桥结构的变频器（四象限变频 器），其分为电机侧PWM逆变器和网侧PWM整流器两部分，可以实现真正意义上的双馈调速。 它的控制策略可以采用矢量控制（自控式），对于风机、水栗等等也可以采用他控式控制方 式。 在自控式控制方式中，异步电动机转子的输入频率是通过同轴的位置检测器（编 码器）自动控制的，这时输入频率能够自动跟踪电动机的转差频率。自控式双馈调速系统 与异步电机矢量控制相同，其转速随负载变化，但他还具有调节电动机定子侧无功功率的 功能。由于对变频器的输出可以自动控制，使系统有较强的调节能力，稳定性也好，可以完 全避免失步现象，适用于有冲击性负载、高性能应用的场合，例如可以用于风力发电、乳钢 厂的连乳传动、矿井提升机、水泥球磨机等场合，可以取得很好的控制效果。但是此种系统 需要转子位置传感器，而现场绕线转子电机一般都没有配套安装编码器，而且编码器的安 装也比较麻烦。因此，在风机、水栗等对调速要求不高的场合，不需要位置传感器的控制方 案可能是更适合的。 双馈电机（绕线转子异步电机）他控式方式又称为同步工作方式。在他控式控制 方法中，由独立的控制器控制变频器的输出频率，即直接控制输入电动机转子的电压频率 f2，一般不需要用编码器来检测电机的转子位置角度。由于f2满足f2=sfi(其中s为电机 的转差率，fl为电机的定子的电压频率）的关系式，所以电动机一定在对应于转差率s的转 速下运行，且不随负载变化。此时的异步电动机的运行方式相当于转子加交流励磁的同步 电动机，其同步转速随着转子输入电压的频率变化而改变。 他控式双馈调速的电机具有同步电机的特点，但与之不同的是速度可调。但是，他 控式控制方式存在的合理VF曲线获取困难、突加负载时易失步和过流、转速追踪实现困难 等缺陷也会在他控式双馈调速中出现。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种能够提高系统稳定性、减小无功电流的双馈电机的 他控式控制方法及其双馈电机系统。 本专利技术的目的之一是提供一种能够提高系统带载能力和功率因数的双馈电机的 他控式控制方法及其双馈电机系统。 本专利技术的一些实施例中提供了一种双馈电机的他控式控制方法。该方法包括：计 算电机的转子的反电势电压，并将该反电势电压定向到d轴或q轴；根据转子的无功电流或 者无功功率计算d轴或者q轴上的无功优化补偿电压；将反电势电压和无功优化补偿电压 求和获得d轴或者q轴上的控制电压，q轴或d轴的控制电压为0 ;将该控制电压通过逆变 器转换为三相电压加载到电机的转子的电压输入端。 本专利技术的一些实施例中，该控制电机的方法还包括：根据转子的电流和转子的电 阻计算d轴和q轴上的转矩提升补偿电压，并且前述的将反电势电压和无功优化补偿电压 求和获得控制电压的步骤包括：将反电势电压、无功优化补偿电压和d轴上的转矩提升补 偿电压求和获得d轴上的控制电压，并令q轴上的控制电压等于q轴上的转矩提升补偿电 压。 本专利技术的一些实施例中，还提供了一种双馈电机系统。该双馈电机系统包括双馈 电机、变频器和控制器。变频器连接到双馈电机，并为双馈电机的转子提供控制电压。控制 器连接到变频器，并控制变频器输出控制电压到双馈电机的转子。其中该控制器用于：计算 双馈电机的转子的反电势电压，并将所述反电势电压定向到d轴或q轴；根据转子的无功电 流或者无功功率计算d轴或q轴上的无功优化补偿电压；将反电势电压和无功优化补偿电 压求和获得d轴或q轴上的控制电压，q轴或d轴的控制电压为0 ;控制变频器将该控制电 压通过逆变器转换为三相电压加载到双馈电机的转子的电压输入端。 本专利技术的一些实施例中，该双馈电机系统的控制器还用于根据转子的电流和转子 的电阻计算d轴和q轴上的转矩提升补偿电压，并且在计算控制电压时，将反电势电压、无 功优化补偿电压和d轴上的转矩提升补偿电压求和获得d轴上的控制电压，并令q轴上的 控制电压等于q轴上的转矩提升补偿电压。 本专利技术的一些实施例的控制方法和双馈电机系统中，在计算控制电压时，加入了 通过无功电流或者无功功率计算出的无功优化补偿电压，实现了对无功电流冲击或无功功 率的补偿，减小了无功电流，提高了系统的稳定性、效率和带载能力。 本专利技术的一些实施例的控制方法和双馈电机系统中，在计算控制电压时，加入了 无功优化补偿电压和转矩提升补偿电压，能够有效的稳定气隙磁链，提高带载能力，并且还 可以优化系统功耗，提高运行效率。【附图说明】 图1是本专利技术一些实施例的双馈电机系统的结构示意图。 图2是本专利技术一些实施例的双馈电机的他控式控制方法的流程示意图。 图3是本专利技术一些实施例的双馈电机经过绕组归算和频率归算后的稳定T型等效 电路图。 图4是本专利技术另一些实施例的双馈电机的他控式控制方法的流程示意图。【具体实施方式】 本专利技术的实施例中，提供了一种双馈电机（例如，绕线转子异步电机）的他控式控 制方法以及使用该方法的双馈电机系统。 本专利技术的一些实施例中，他控式双馈调速系统（即双馈电机系统）的示意图如图1 所示。该双馈电机系统可以包括双馈电机1、变频器2和控制器3。变频器2 (例如，四象限 变频器）连接到双馈电机1，并且在控制器3的控制下输出控制电压到双馈电机1的转子。 控制器3连接到变频器2,并基于接收到的控制信号，控制变频器2输出到电机1的三相电 压（例如，控制该控制电压的幅值、频率和/或相位等等），从而控制电机1按照用户期望的 方式工作。下面将结合附图详细说明本专利技术的实施例的双馈电机的他控式控制方法的具体 步骤。 本专利技术的实施例中，控制器3可以是与变频器2分离的单独的元件，也可以是与变 频器2实现为一体的元件。例如，一些实施例中，控制器3可以是由变频器2中的数字信号 处理器（DSP)或者其他具有运算和控制功能的电子器件实现的运算功能模块。 图2为本专利技术一些实施例的双馈电机的他控式控制方法的流程示意图。 如图2所示，本专利技术的一些实施例中，在步骤100,可以计算电机的转子的反电势 电压，并将该反电势电压定向到同步旋转坐标系的d轴或者q轴上，从而获得d轴上的反电 势电压或者q轴上的反电势电压。B卩，本专利技术的实施例所提供的方法中，反电势电压可以定向到d轴上，也可以定向 到q轴上。下文中，将以反电势电压定向到d轴为例进行说明。但是，本领域技术人员可以 理解，反电势电压定向到q轴上的情况将与下文中以d轴为例的说明类似，并且本文中不再 特意进行详细说明。 本专利技术的实施例中，电机转子的反电势电压可以用任何适合的方法计算。例如，一 些实施例中，可以检测电机的定子的实际电压，然后根据检测到的定子的实际电压、定子的 额定电压、转子开路电压、定子电压的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双馈电机的他控式控制方法，其特征在于，包括：计算电机的转子的反电势电压，并将所述反电势电压定向到d轴或q轴；根据转子的无功电流或者无功功率计算d轴或q轴上的无功优化补偿电压；将所述反电势电压和所述无功优化补偿电压求和获得d轴或q轴上的控制电压，q轴或d轴的控制电压为0；将所述控制电压通过逆变器转换为三相电压加载到所述电机的转子的电压输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王二峰，曾川，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。